JP2005326794A - Optical scanning device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラーレーザープリンタやカラーデジタル複写機などの多色画像形成装置において、複数の感光体上に同時に露光走査可能な、対向走査型光走査装置に適用されるもので、斯かる光走査装置内における光学素子の配置に関するものである。 The present invention is applied to a counter-scanning optical scanning apparatus capable of simultaneously performing exposure scanning on a plurality of photoconductors in a multicolor image forming apparatus such as a color laser printer or a color digital copying machine. The present invention relates to the arrangement of optical elements in the apparatus.
画像形成装置は、感光体上に潜像を書き込むための光走査装置を備えている。近年、カラーレーザープリンタやカラーデジタル複写機などにおいて、その生産性を向上するために、複数の感光体上に同時に露光走査を可能とする方式が採られている。このように複数の感光体上に同時に露光走査を可能とする光走査装置においては、各感光体に対応する走査光学系をそれぞれ有するため、単純に感光体の数に比例して、各光学素子の数が必要となり、部品点数が必然的に増加してしまう。 The image forming apparatus includes an optical scanning device for writing a latent image on the photosensitive member. In recent years, in order to improve the productivity of color laser printers, color digital copying machines, and the like, a system that enables exposure scanning on a plurality of photosensitive members simultaneously has been adopted. In this way, the optical scanning device that enables simultaneous exposure scanning on a plurality of photoconductors has a scanning optical system corresponding to each photoconductor, so each optical element is simply proportional to the number of photoconductors. And the number of parts inevitably increases.
そこで、複数の感光体に同時に露光走査する方式として、単一の回転偏向手段によって左右両側に露光走査を行う、所謂、対向走査型光走査装置の技術が上記特許文献1にも記載されているように知られている。かかる対向走査型光走査装置では、通常、単一の光学ハウジング内に各々の感光体に上へ露光走査を行うため、それぞれ独立した複数、すなわち感光体と同数の走査光学系を有している。一方で、装置の省スペース化を実現するため、唯一の回転偏向手段が上下2段の反射面を備えるとともに、各段にそれぞれ独立した走査光学系を配置している。 Therefore, as a method of simultaneously performing exposure scanning on a plurality of photoconductors, a technique of a so-called counter scanning type optical scanning device in which exposure scanning is performed on both the left and right sides by a single rotating deflection unit is also described in Patent Document 1. As known. Such an opposed scanning type optical scanning device usually has a plurality of independent scanning optical systems, that is, the same number of scanning optical systems as the photosensitive members, in order to perform exposure scanning on each photosensitive member in a single optical housing. . On the other hand, in order to save the space of the apparatus, the only rotating deflection means has two upper and lower reflecting surfaces, and independent scanning optical systems are arranged at each stage.
走査光学系を構成する光学素子としては、走査レンズ、複数の折り返しミラー及び副走査方向にパワーを持つ長尺レンズ(トロイダルレンズ)であり、これら光学素子の配置状態や素子自身の性能は画像品質に大きな影響を与える。 The optical elements that make up the scanning optical system are a scanning lens, a plurality of folding mirrors, and a long lens (toroidal lens) having power in the sub-scanning direction. It has a big influence on.
例えば、複数の感光体に同時に露光走査可能な光走査装置においては、各感光体上に形成される走査線のずれ、(ここでは、走査線湾曲)を常に一定に揃えることが重要であり、走査線の幾何特性が均一でないことにより、各々の重ね合わせがずれてしまい、画像劣化を引き起こしてしまう。特に、カラー画像形成装置などにおいて、複数の感光体に各々別々の色のトナーを現像させる場合、各感光体上の色ずれにより、色再現性の劣化がきわめて顕著に生じてしまうこととなる。 For example, in an optical scanning device that can simultaneously scan and expose a plurality of photoconductors, it is important to always keep the shift of the scan lines formed on each photoconductor (here, the scan line curve) constant. Since the geometric characteristics of the scanning lines are not uniform, the respective overlays are deviated and image deterioration is caused. In particular, in a color image forming apparatus or the like, when developing different color toners on a plurality of photoconductors, the color reproducibility deteriorates remarkably due to the color shift on each photoconductor.
一般に、走査線の曲がりについては、走査光学系内部に具備した副走査方向にパワーを有する走査レンズ(=通常は、長尺レンズに相当する)による影響が支配的である。すなわち、走査レンズの光軸中心を形成する焦線と、レンズの取り付け面(座面)が平行でない場合に、走査線曲がりが生じるが、この、焦線曲がりは、レンズ成型上、その加工限界から不可避の要因であり、仮に焦線曲がりを低減できたとしても加工上のコストアップに繋がる可能性がある。 In general, the bending of the scanning line is dominated by the effect of a scanning lens having power in the sub-scanning direction provided in the scanning optical system (usually corresponding to a long lens). That is, when the focal line forming the optical axis center of the scanning lens and the lens mounting surface (seat surface) are not parallel, scanning line bending occurs. This focal line bending is a processing limit in lens molding. Therefore, even if the bending of the focal line can be reduced, it may lead to an increase in processing cost.
特に、近年安価、且つ自由曲面を形成できるといったメリットから樹脂レンズが多く用いられているが、成型時の内部歪や、金型温度不均一性などにより、上記の焦線曲がりはガラスレンズのそれにくらべ、より顕著に生じてしまう。 In particular, resin lenses are often used in recent years because of their low cost and the ability to form free-form surfaces. However, due to internal distortion during molding and non-uniformity in mold temperature, the above-mentioned focal curve is similar to that of glass lenses. Compared to more prominent.
また、このような対向走査型光走査装置においては、各々の感光体上のビームスポット特性をすべて等しくすることも重要であり、僅かでも各々の感光体上のビーム特性が異なってしまうと、それによって、色再現性の劣化、色相ムラなどの画像不良を引き起こすことになってしまう。ここで言う「ビームスポット特性」とは、単にビームスポット径のみならず、ビーム強度(光量)や、ビームスポット位置(結像位置)も含まれ、各感光体上にいかに均一な露光を行うかが重要となってくる。ビームスポット特性の劣化を及ぼす原因としては、例えば、光走査装置における光学ハウジング内部の温度上昇に伴う、各光学素子の取り付け位置の熱膨張による変形、あるいは各光学素子に対するビームの入射位置のズレなどが挙げられる。 In such an opposed scanning type optical scanning device, it is also important to make all the beam spot characteristics on each photoconductor equal. If the beam characteristics on each photoconductor are slightly different, As a result, image defects such as deterioration of color reproducibility and hue unevenness are caused. The “beam spot characteristics” here includes not only the beam spot diameter but also the beam intensity (light quantity) and the beam spot position (imaging position), and how to perform uniform exposure on each photoconductor. Becomes important. Causes of the deterioration of the beam spot characteristics include, for example, deformation due to thermal expansion of the mounting position of each optical element due to temperature rise inside the optical housing in the optical scanning device, or deviation of the incident position of the beam on each optical element, etc. Is mentioned.
本発明は、かかる従来技術を解決するために、簡素な構成で且つ低コスト化を実現し、さらには高画像品質を可能とする、対向走査型光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 In order to solve such a conventional technique, the present invention provides a counter-scanning optical scanning device and an image forming apparatus that achieve a low cost and a high image quality with a simple configuration. Objective.
上記目的を達成するために、本発明は、単一の光学ハウジング内の略中央に備えられた唯一の回転偏向手段を中心として略対称となるように配置され、偶数個の感光体に対応する複数の走査光学系を備え、各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、前記回転偏向手段を中心に、互いに対称に配置される各走査光学系に対し、前記長尺レンズ以降の折り返しミラーの枚数を同数配置するとともに、長尺レンズが各々の走査面内において反転させて取り付けられていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is arranged so as to be substantially symmetric with respect to only one rotation deflecting means provided substantially at the center in a single optical housing, and corresponds to an even number of photoconductors. A counter-scanning optical scanning device comprising a plurality of scanning optical systems and performing exposure scanning on an even number of photosensitive members at the same time by distributing to the left and right with the rotational deflection means as a symmetry axis via optical elements of each scanning optical system. Each scanning optical system has a plurality of folding mirrors as optical elements and at least one long lens having power in the sub-scanning direction, and is arranged symmetrically with respect to the rotational deflection means. The optical system is characterized in that the same number of folding mirrors after the long lens are arranged, and the long lenses are mounted so as to be reversed in each scanning plane.
また、上記目的を達成するために、本発明は、単一の光学ハウジング内の略中央に備えられた唯一の回転偏向手段を中心として略対称となるように配置され、偶数個の感光体に対応する複数の走査光学系を備え、各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、前記回転偏向手段を中心に、左右の一方の方向において近い位置と遠い位置に配置される各走査光学系に対し、長尺レンズが各々の走査面内において反転させて取り付けられているとともに、前記長尺レンズ以降の折り返しミラーの枚数の差が、2N−1(Nは自然数)となるように配置することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is arranged so as to be substantially symmetric with respect to only one rotation deflecting means provided substantially at the center in a single optical housing, so that an even number of photoconductors are arranged. A counter-scanning optical scanning device that includes a plurality of corresponding scanning optical systems and distributes the rotation deflection means to the left and right with the rotational deflection means as the symmetry axis via the optical elements of each scanning optical system, and simultaneously exposes and scans even numbers of photoconductors. Each scanning optical system has a plurality of folding mirrors and at least one long lens having power in the sub-scanning direction as optical elements, and in one of the left and right directions centering on the rotating deflection means. For each scanning optical system arranged at a near position and a far position, a long lens is mounted in an inverted manner in each scanning plane, and the difference in the number of folding mirrors after the long lens. , 2N-1 (N is a natural number) is characterized by arranging such that.
なお、本発明は、前記長尺レンズが樹脂材料による成形品であると、効果的である。
さらにまた、上記目的を達成するために、本発明は、単一の光学ハウジング内の略中央に備えられた唯一の回転偏向手段を中心として略対称となるように配置され、偶数個の感光体に対応する複数の走査光学系を備え、各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、回転偏向手段を中心に各々対称配置された各折り返しミラー間の距離を、回転偏向手段における反射部を含めて、互いに等しくすることを特徴としている。
The present invention is effective when the long lens is a molded product made of a resin material.
Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention is arranged so as to be substantially symmetric with respect to only one rotating deflection means provided substantially at the center in a single optical housing, and an even number of photoreceptors. A counter scanning optical scanning device that includes a plurality of scanning optical systems corresponding to the above, and distributes the rotation deflecting means to the left and right around the optical element of each scanning optical system, and exposes and scans an even number of photosensitive members simultaneously. Each scanning optical system has a plurality of folding mirrors as optical elements and at least one long lens having power in the sub-scanning direction, and each folding is arranged symmetrically around the rotation deflecting means. The distance between the mirrors is equal to each other including the reflection portion in the rotating deflection unit.
なお、本発明は、回転偏向手段を中心に対称配置された折り返しミラー面での光線の成す角を、少なくとも一対で互いに等しくすると、効果的である。
さらに、本発明は、感光体表面上へ走査光を導く最終の折り返しミラーから感光体表面上までの距離を、各走査光学系に対し各々等しくすると、効果的である。
さらにまた、上記目的を達成するために、本発明は、単一の光学ハウジング内の略中央に備えられた唯一の回転偏向手段を中心として略対称となるように配置され、偶数個の感光体に対応する複数の走査光学系を備え、各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、前記回転偏向手段を中心に、左右方向における遠い位置に配置される各走査光学系に対し、すべての前記折り返しミラーを前記走査レンズの下流側に配置したことを特徴としている。
The present invention is effective when the angles formed by the light beams on the folding mirror surfaces arranged symmetrically with respect to the rotating deflection means are equal to each other in at least one pair.
Further, the present invention is effective when the distance from the final folding mirror for guiding the scanning light onto the surface of the photosensitive member to the surface of the photosensitive member is made equal for each scanning optical system.
Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention is arranged so as to be substantially symmetric with respect to only one rotating deflection means provided substantially at the center in a single optical housing, and an even number of photoreceptors. A counter scanning optical scanning device that includes a plurality of scanning optical systems corresponding to the above, and distributes the rotation deflecting means to the left and right around the optical element of each scanning optical system, and exposes and scans an even number of photosensitive members simultaneously. Each scanning optical system has a plurality of folding mirrors as optical elements and at least one long lens having power in the sub-scanning direction, and is located at a distant position in the left-right direction with the rotation deflecting unit as a center. All the folding mirrors are arranged on the downstream side of the scanning lens with respect to each scanning optical system.
なお、本発明は、前記回転偏向手段を中心に、左右方向における近い位置に配置される各走査光学系は前記走査レンズの手前に1枚の前記折り返しミラーを配置すると、効果的である。 In the present invention, it is effective that each of the scanning optical systems arranged at positions close to each other in the left-right direction with the rotation deflecting unit as the center is provided with one folding mirror in front of the scanning lens.
さらに、本発明は、前記走査レンズの手前に配置した折り返しミラーが他の折り返しミラーより短方向の幅が広いと、効果的である。
さらにまた、本発明は、各々の走査光学系を形成する折り返しミラーの数を、何れの走査光学系でも同じ数とすると、効果的である。
Furthermore, the present invention is effective when the folding mirror disposed in front of the scanning lens is wider in the short direction than the other folding mirrors.
Furthermore, the present invention is effective when the number of folding mirrors forming each scanning optical system is the same in any scanning optical system.
さらにまた、上記目的を達成するために、本発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の光走査装置を備えたことを特徴としている。 Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention is characterized by including the optical scanning device according to any one of claims 1 to 10.
請求項1の構成によれば、単一の光学ハウジング内の略中央に備えられた唯一の回転偏向手段を中心として略対称となるように配置され、偶数個の感光体に対応する複数の走査光学系を備え、各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、前記回転偏向手段を中心に、互いに対称に配置される各走査光学系に対し、前記長尺レンズ以降の折り返しミラーの枚数を同数配置するとともに、長尺レンズが各々の走査面内において反転させて取り付けられているので、回転偏向手段を中心に各々対称に配置される各走査光学系において、感光体面上への走査線曲がりの方向を揃えることができ、各感光体上の色ずれを抑えて高画像品質を保つことができる。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of scans corresponding to an even number of photoconductors are arranged so as to be substantially symmetric with respect to a single rotational deflection means provided substantially at the center in a single optical housing. An opposed scanning optical scanning device that includes an optical system and that performs exposure scanning simultaneously on an even number of photosensitive members, with the rotational deflecting means being distributed to the left and right through the optical elements of each scanning optical system. Each optical system has a plurality of folding mirrors and at least one long lens having power in the sub-scanning direction as optical elements, and each scanning optical system arranged symmetrically with respect to the rotational deflection means. On the other hand, the same number of folding mirrors after the long lens are arranged, and the long lenses are mounted so as to be reversed in each scanning plane, so that they are arranged symmetrically around the rotation deflection means. In the scanning optical system, it is possible to align the direction of scanning line bending to the photoreceptor surface, it is possible to maintain the high image quality by suppressing the color shift on each photoconductor.
請求項2の構成によれば、単一の光学ハウジング内の略中央に備えられた唯一の回転偏向手段を中心として略対称となるように配置され、偶数個の感光体に対応する複数の走査光学系を備え、各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、前記回転偏向手段を中心に、左右の一方の方向において近い位置と遠い位置に配置される各走査光学系に対し、長尺レンズが各々の走査面内において反転させて取り付けられているとともに、前記長尺レンズ以降の折り返しミラーの枚数の差が、2N−1(Nは自然数)となるように配置するので、全ての感光体面上の走査線曲がりの方向を揃えることが可能であり、全感光体上の色ずれを抑えて高画像品質を保つことができる。 According to the configuration of the second aspect, a plurality of scans corresponding to an even number of photoconductors are arranged so as to be substantially symmetric with respect to a single rotational deflection means provided substantially at the center in a single optical housing. An opposed scanning optical scanning device that includes an optical system and that performs exposure scanning simultaneously on an even number of photosensitive members, with the rotational deflecting means being distributed to the left and right through the optical elements of each scanning optical system. The optical system has a plurality of folding mirrors and at least one long lens having power in the sub-scanning direction as optical elements, respectively, and near and far positions in one of the left and right directions with the rotational deflection means as a center. Are attached to each scanning optical system in an inverted manner in each scanning plane, and the difference in the number of folding mirrors after the long lens is 2N-1 (N is Since arranged so as to be natural number), it is possible to align the direction of scanning line bending on all the photoreceptor surface, it is possible to maintain the high image quality by suppressing the color shift on the total photoreceptor.
請求項3の構成によれば、長尺レンズが樹脂材料による成形品であるので、成型時に生じる焦線曲がりが発生しても、上記の如くその影響を抑えることで、結果的に大幅なコストダウンが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, since the long lens is a molded product made of a resin material, even if a focal line bending that occurs during molding occurs, the influence is suppressed as described above, resulting in a significant cost. Down is possible.
請求項4の構成によれば、単一の光学ハウジング内の略中央に備えられた唯一の回転偏向手段を中心として略対称となるように配置され、偶数個の感光体に対応する複数の走査光学系を備え、各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、回転偏向手段を中心に各々対称配置された各折り返しミラー間の距離を、回転偏向手段における反射部を含めて、互いに等しくするので、各ミラーの走査幅をそれぞれ等しくすることができ、部品の共通化によるコストダウンが可能である。 According to the configuration of the fourth aspect, a plurality of scans corresponding to an even number of photoconductors are arranged so as to be substantially symmetric with respect to a single rotational deflection means provided at a substantially central position in a single optical housing. An opposed scanning optical scanning device that includes an optical system, and performs exposure scanning simultaneously on an even number of photosensitive members, with the rotational deflecting means being distributed to the left and right through the optical elements of each scanning optical system. The optical system has a plurality of folding mirrors as optical elements and at least one long lens having power in the sub-scanning direction, and the distance between the folding mirrors that are symmetrically arranged around the rotation deflecting means. Since the reflecting portions of the rotating deflection means are made equal to each other, the scanning widths of the mirrors can be made equal, and the cost can be reduced by sharing the parts.
請求項5の構成によれば、回転偏向手段を中心に対称配置された折り返しミラー面での光線の成す角を、少なくとも一対で互いに等しくしたので、各ミラーの反射率を等しくすることができ、ミラー毎にコーティング条件を異ならせる必要がなくなり、コストダウンが可能である。 According to the configuration of claim 5, since the angles formed by the light beams on the folding mirror surfaces symmetrically arranged around the rotation deflecting means are equal to each other in at least a pair, the reflectivity of each mirror can be made equal. It is not necessary to change the coating conditions for each mirror, and the cost can be reduced.
請求項6の構成によれば、感光体表面上へ走査光を導く最終の折り返しミラーから感光体表面上までの距離を、各走査光学系に対し各々等しくしたので、部品の共通化によるコストダウンが可能である。 According to the configuration of the sixth aspect, the distance from the final folding mirror that guides the scanning light onto the surface of the photosensitive member to the surface of the photosensitive member is made equal for each scanning optical system. Is possible.
請求項6の構成によれば、単一の光学ハウジング内の略中央に備えられた唯一の回転偏向手段を中心として略対称となるように配置され、偶数個の感光体に対応する複数の走査光学系を備え、各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、前記回転偏向手段を中心に、左右方向における遠い位置に配置される各走査光学系に対し、すべての前記折り返しミラーを前記走査レンズの下流側に配置したので、折り返しミラーの取り付け位置の変動等による与えるビームスポット特性の悪影響を防止して高画像品質を保つことができる。 According to the configuration of the sixth aspect, a plurality of scans corresponding to an even number of photoconductors are arranged so as to be substantially symmetric with respect to a single rotational deflection means provided substantially at the center in a single optical housing. An opposed scanning optical scanning device that includes an optical system, and performs exposure scanning simultaneously on an even number of photosensitive members, with the rotational deflecting means being distributed to the left and right through the optical elements of each scanning optical system. Each scanning optical system has a plurality of folding mirrors as optical elements and at least one long lens having power in the sub-scanning direction, and is arranged at a distant position in the left-right direction with the rotation deflecting unit as a center. Since all the folding mirrors are arranged on the downstream side of the scanning lens with respect to the optical system, the adverse effect of the beam spot characteristics caused by fluctuations in the mounting position of the folding mirrors can be prevented. It is possible to maintain the image quality.
請求項8の構成によれば、内側の感光体用走査光学系は光ビーム照射方向において走査レンズの手前に1枚の折り返しミラーを配置しているで、折り返しミラーの取り付け位置の変動等による与えるビームスポット特性の悪影響を低減して高画像品質を保つことができる。 According to the configuration of the eighth aspect, the inner scanning optical system for the photoconductor is provided with one folding mirror in front of the scanning lens in the light beam irradiation direction. High image quality can be maintained by reducing the adverse effect of beam spot characteristics.
請求項9の構成によれば、走査レンズの手前に配置1枚の折り返しミラーが他の1枚の折り返しミラーより短方向の幅を広いので、ミラー受け面の整列度を高精度にすることができ、ミラー倒れ等による光ビーム入射位置のバラツキを低減し、ビームスポット特性の悪影響を最小限に抑えて高画像品質を保つことができる。 According to the configuration of the ninth aspect, since one folding mirror disposed in front of the scanning lens is wider in the short direction than the other folding mirror, the alignment degree of the mirror receiving surface can be made high accuracy. It is possible to reduce the variation of the light beam incident position due to mirror tilting, etc., and to minimize the adverse effect of the beam spot characteristics and to maintain high image quality.
請求項10の構成によれば、各々の走査光学系を形成する折り返しミラーの数を、何れの走査光学系でも同じ数とするので、各走査光学系における折り返しミラーの反射率の積上げによるばらつきを最小限に抑えることができ、各感光体表面上のビーム強度(光量)、及び各感光体表面上における走査線内のビーム強度偏差(シェーディング)について、各色ごとの差を抑えることができ、結果的に各色間の濃度ムラ,色相ムラの劣化を防ぐことが可能となる。 According to the configuration of the tenth aspect, since the number of the folding mirrors forming each scanning optical system is the same in any scanning optical system, variation due to an increase in the reflectance of the folding mirror in each scanning optical system is caused. As a result, the difference in each color can be suppressed with respect to the beam intensity (light intensity) on each photoconductor surface and the beam intensity deviation (shading) in the scanning line on each photoconductor surface. In particular, it is possible to prevent deterioration of density unevenness and hue unevenness between colors.
請求項11の構成によれば、上記効果が得られる画像形成装置を提供することができる。 According to the configuration of the eleventh aspect, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain the above-described effect.
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、画像形成装置の一例であるカラープリンタを示す概略図である。ここに示した画像形成装置は、像担持体としての中間転写ベルト1が配置され、中間転写ベルト1はローラ2,3に巻き掛けられ、その一方のローラが駆動ローラとして反時計方向に回転駆動することにより矢印A方向に走行駆動される。また、中間転写ベルト1の下部走行辺には第1ないし第4のドラム状の感光体4Y,4C,4M,4Bkが並列配置され、この各感光体上にイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a color printer which is an example of an image forming apparatus. In the image forming apparatus shown here, an intermediate transfer belt 1 as an image carrier is disposed. The intermediate transfer belt 1 is wound around
この感光体4は図1における時計方向に回転駆動され、このとき図示していない帯電手段によって表面が所定の極性に均一に帯電され、その帯電面に光走査装置5から出射する光変調されたビームが照射される。これによって感光体4上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置(図示せず)によって例えば左端の感光体4Yではイエロートナー像として可視像化される。
The
このようにして形成されたイエロートナー像は、感光体4Yと中間転写ベルト1を挟んで配置された転写ローラ6にトナーと逆極性の電圧が印加され、これによって感光体4Y上のイエロートナー像が中間転写ベルト1上に転写される。全く同様にして、他の感光体4C,4M,4Bk上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像がイエロートナー像の転写された中間転写ベルト1上に順次重ね合されて転写される。このようにして中間転写ベルト1上に形成された4色からなるトナー像はベルト走行に伴って図1の右端の2次転写ローラ7が設けられた2次転写部へ移動する。
The yellow toner image thus formed is applied with a voltage having a polarity opposite to that of the toner to the
一方、装置本体の下部には給紙部8が設けられ、該給紙部8から給紙手段9によって例えば転写紙より成る記録材Pが矢印方向に給送される。給紙された記録材Pは,レジストローラ10に突き当てられた後,記録材Pに正しくトナー像が転写されるタイミングで中間転写ベルト1の2次転写部へ送り込まれる。そして,2次転写ローラ7に対し中間転写ベルト1上のトナーと逆極性の電圧が印加され、これによって中間転写ベルト1上に重ね転写されたトナー像が記録材P上に転写される。トナー像が転写された記録材Pは、上方へ搬送されて定着装置11を通過し、トナー像が定着された後、排紙ローラ12を介して装置本体上面の排紙部に排出される。なお、転写後の感光体や中間転写ベルト1に残留するトナー等の汚れはそれぞれ図示していないクリーニング手段によって除去される。
On the other hand, a
図2は、本発明に係る光走査装置を示す断面説明図である。図2において、光走査装置5は、2段式回転偏向手段(ポリゴンミラー/モータ)21、走査レンズとしてのfθレンズ22、折り返しミラー(第1〜第3ミラー群)24、25、26、長尺レンズ23等を備えており、これらが光学ハウジング20内に配設されている。ポリゴンミラー21は、正多角形の側面に反射ミラーを有しており、モータ(図示せず)により高速回転され、不図示の光源からのレーザ光を偏向・走査する。fθレンズ22は、ポリゴンミラー1によるビーム走査の等角度運動を等速直線運動へと変える光学素子である。第1〜第3ミラー群24〜26は、光走査装置5の上方に配置された各感光体4へとレーザ光を導く光学素子である。長尺レンズ23はポリゴンミラーの面倒れを補正するもので、走査線の位置を副走査方向に補正する機能をもっている。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing an optical scanning device according to the present invention. In FIG. 2, the optical scanning device 5 includes a two-stage rotational deflection means (polygon mirror / motor) 21, an
ポリゴンミラー21によって偏向走査された光束は、fθレンズ22、折り返しミラー24、25、26及び長尺レンズ23の光学素子を経て、感光体4の表面上に露光される。ここで、各感光体4を、図2の右側から、黒(BK),マゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y)の各色に対応するものとする。
The light beam deflected and scanned by the
各走査光学系は、図2に示すように、ポリゴンミラー21を中心として左右に2組ずつ配置され、右側に黒、マゼンタ、左側にシアン、イエローが位置し、ポリゴンミラー21を中心として内側、すなわちポリゴンミラー21に近い側にマゼンタ、シアン、外側である遠い側に黒、イエローが位置している。そして、内側同士のマゼンタ走査光学系とシアン走査光学系、外側同士の黒走査光学系とイエロー走査光学系は互いに対称となるように配置されている。
As shown in FIG. 2, each scanning optical system is arranged in two sets on the left and right sides with the
内側同士及び外側同士の各走査光学系は、fθレンズ22、折り返しミラー24、25、26及び長尺レンズ23は、ポリゴンミラー21から等距離となるように位置している。折り返しミラーは、ポリゴンミラー21から、感光体4面上に至るまで各色3枚ずつ配置されている(第1ミラー24、第2ミラー25、第3ミラー26)。
In each of the inner and outer scanning optical systems, the
長尺レンズ23は、副走査方向により大きなパワーを有し、樹脂材料により成型されているものであり、図3に示すように、取り付け座面Aに対し、上に凸の焦線曲がりFを有する場合を想定する。該長尺レンズ23は、走査面内に対し、上下両側に取り付け座面を有するものであり、各走査光学系に対し、任意に反転させて配置可能である。したがって、取り付け座面Bでは下に凸の焦線曲がりFを有する。
The
このような焦線曲がりFがあるとき、例えば、ポリゴンミラー21を中心として、内側に配置されるマゼンダ,シアンのステーションに関して述べると、図4及び図5に示すように、マゼンダのステーションについては、取り付け座面Aを下側、一方、シアンのステーションについては、反対側の取り付け座面Bを下側(座面Aが上側)となるように配置し、さらに、長尺レンズ以降の折り返しミラー枚数を同数(この場合、マゼンダ,シアンの各ステーションにおいては、2枚となる)となるよう配置することにより、感光体上の走査線湾曲の方向はいずれも下に凸の形状を得ることができる。これによってマゼンダ,シアンの各色での走査線のずれを揃えることができる。なお、図4において長尺レンズ23の断面において幅の長い方が座面Aを示している。
When there is such a focal line curve F, for example, with respect to the magenta and cyan stations arranged inside with the
同様に、ポリゴンミラー21を中心として、外側に配置される黒,イエローの各ステーションに関しても、全く同じことが言える。すなわち、ポリゴンミラー21を中心に、互いに対称に配設される各走査光学系に対し、長尺レンズ23を各々の走査面内において反転して取り付け、長尺レンズ以降の折り返しミラー枚数を同数することによって、各走査光学系に対する感光体面上への走査線曲がりの方向をそろえることが可能であり、ビームスポット位置のズレ、つまるところの色ずれを低減することが可能である。
Similarly, the same can be said for the black and yellow stations arranged outside the
次に、ポリゴンミラー21を中心にそれぞれ右側同士と左側同士の走査光学系に対しては、長尺レンズ23が走査面内において各々反転させて取り付けられるとともに、長尺レンズ23より以降の折り返しミラーの枚数の差が、2N−1(Nは自然数)となるように選択されている。
Next, with respect to the scanning optical systems on the right side and the left side with respect to the
すなわち、図4に示すように、内側右のマゼンダのステーションについては取り付け座面Aを下側,内側左のシアンのステーションについては、反対側の取り付け座面Bを下側となるよう配置し、各々の長尺レンズ以降の折り返しミラー枚数を2枚と据えている。これに対して、外側右の黒のステーションについては、マゼンダのステーションに対し長尺レンズ23を反転させて(図では、座面B側を取り付け面として選択)配置する。これは黒のステーションとマゼンダのステーションにおいて、fθレンズ22と長尺レンズ23間に折り返しミラーの有無に起因するものである。同様に、外側左のイエローのステーションについてはシアンのステーションに対して反転させて(図では、座面Aを取り付け面として選択)配置しているとともに、長尺レンズ23以降の折り返しミラーの枚数をそれぞれ3枚(3−2=1・・・奇数)となるように選択している。なお、図4のイエローステーションとシアンステーションにおいて、イエローでは長尺レンズ23Yの座面Bが下を向いており、また、シアンステーションでは座面Bが右下を向いているが、シアンステーションは折り返しミラー24Cで反転しており、このときのイエローステーションとシアンステーションは長尺レンズ23が互いに反転されて配置されていることになる。
That is, as shown in FIG. 4, the mounting seat surface A is positioned on the lower side for the inner right magenta station, and the mounting seat surface B on the opposite side is positioned on the lower side for the inner left cyan station. The number of folding mirrors after each long lens is set to two. On the other hand, for the black station on the outer right, the
この構成を備えることにより、黒,マゼンダ,シアン,イエロー各色における感光体上の走査線湾曲の方向は、全て下に凸の形状を得ることができ、全色で走査線のずれをそろえることができる。 With this configuration, the scanning line curve direction on the photosensitive member in each of the colors black, magenta, cyan, and yellow can be convex downward, and the scanning lines can be aligned for all colors. it can.
その結果、全ての感光体に対応する走査光学系の走査線曲がりの方向をそろえることが可能であり、ビームスポット位置のズレ、つまるところの色ずれを低減することが可能である。 As a result, it is possible to align the scanning line bending direction of the scanning optical system corresponding to all the photoconductors, and it is possible to reduce the deviation of the beam spot position and the color misregistration.
さらに、本光走査装置5は図2に示すように、ポリゴンミラー21を中心として、各走査光学系の走査レンズ(fθレンズ22、長尺レンズ23)及び折り返しミラー24、25、26が左右に振り分けられ、各ミラー間の距離がポリゴンミラー21における反射部を含めて等しくなっている。例えば、ポリゴンミラー21を中心として内側に配されたマゼンタ走査光学系、シアン走査光学系においては、ポリゴンミラー21における反射点から第1ミラー24までの距離(e=i)、第1ミラー24から第2ミラー25までの距離(f=j)、第2ミラー25から第3ミラー26までの距離(g=k)を各色で互いに等しくしている。要するに、ポリゴンミラー反射点を含め、各ミラー間の距離が各々等距離であって、このために、対称配置となる各ミラーの走査幅を等しくできる。つまり、マゼンタ,シアンの各走査光学系に対し、第1ミラー24、第2ミラー25、第3ミラー26を各々共通とすることが可能である。同様に、外側に位置するブラック、イエローの各色に対応する走査光学系での折り返しミラーにおいても、全く同じことが当てはまる
(a=m、b=n、c=o)。
Further, as shown in FIG. 2, the optical scanning device 5 has a scanning lens (
本例における光走査装置5については、計12枚の折り返しミラーを有しているが、少なくとも6組の折り返しミラーはその長手方向の長さにおいて互いに共通化可能となる。 The optical scanning device 5 in this example has a total of 12 folding mirrors, but at least 6 pairs of folding mirrors can be shared with each other in the length in the longitudinal direction.
また、上記各走査光学系に対して、ポリゴンミラー21を中心に、各々対称的に配置された各ミラー面での光線の成す角は、互いに等しい。例えば、マゼンタ,シアンの各色に対応する走査光学系において、第1ミラー24、第2ミラー25の入射光線と反射光線で成す角を互いに等しく(γ=ε、δ=ζ)し、各ミラー面での反射率を同一にすることで、ミラー毎にコーティング条件を替える必要がなくなる。同様に、外側に位置するブラック、イエローの各色に対応する走査光学系での折り返しミラーにおいても、全く同じことが当てはまる(α=η、β=θ)。
In addition, the angles formed by the light beams on the mirror surfaces that are symmetrically arranged around the
つまり、以上の構成においては、対称配置となる各折り返しミラーの長さや反射率の何れも全く同じ部品を使用することが可能である。
さらに、感光体表面上へ走査光を導く最終ミラーから感光体表面までの距離が、全ての走査光学系において各々等しい。つまり、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローにおける第3ミラー26から感光体4表面までが全て等距離である(d=h=l=p)。これによって、最終ミラーの走査幅を各色全てで等しくすることができ、全ての第3ミラー26を共通化することが可能である。
That is, in the above configuration, it is possible to use parts having the same length and reflectance of each folding mirror that is symmetrically arranged.
Further, the distance from the final mirror that guides the scanning light onto the surface of the photosensitive member to the surface of the photosensitive member is equal in all the scanning optical systems. That is, the distance from the
そして、各々の走査光学系を形成する折り返しミラーの数は、何れの走査光学系においても同じ数だけ存する構成となっている(本例の場合、各走査光学系において3個のミラー)。このような構成により、各走査光学系における折り返しミラーの反射率の積上げによるばらつきを最小限に抑えることができ、各感光体表面上のビーム強度(光量)、及び各感光体表面上における走査線内のビーム強度偏差(シェーディング)について、各色ごとの差を抑えることができ、結果的に各色間の濃度ムラ、色相ムラの劣化を防ぐことが可能となる。 The number of folding mirrors forming each scanning optical system is the same in any scanning optical system (in this example, three mirrors in each scanning optical system). With such a configuration, it is possible to minimize the variation due to accumulation of the reflectivity of the folding mirror in each scanning optical system, the beam intensity (light quantity) on each photoreceptor surface, and the scanning line on each photoreceptor surface. With respect to the beam intensity deviation (shading), it is possible to suppress the difference for each color, and as a result, it is possible to prevent deterioration of density unevenness and hue unevenness between colors.
また、上記構成の光走査装置は外側のブラック、イエロー走査光学系は折り返しミラー24,25,26の下流側にfθレンズ22を配置していない、すなわちfθレンズ22の手前に折り返しミラーを配置しないように構成している。かかる構成により外側の走査光学系は折り返しミラーを介してfθレンズ22に入射することがないので、折り返しミラーの取り付け位置の変動による影響を皆無にすることができる。したがって、fθレンズ22へのビームの入射位置のバラツキを抑えることができ、ビームスポット特性の劣化を防ぐことができる。
Further, in the optical scanning device having the above configuration, the outer black and yellow scanning optical systems do not arrange the
また、光走査装置はマゼンタ、シアンの内側の走査光学系においてfθレンズ22の手前に折り返しミラーを1枚のみ配置している。かかる構成により内側感光体4に照射するビームは1枚の折り返しミラー24を介してfθレンズ22に入射するので、折り返しミラー24の取り付け位置の変動による影響を最小限にすることができる。したがって、fθレンズ22へのビームの入射位置のバラツキを減らして、ビームスポット特性の劣化を軽減することができる。
In the optical scanning device, only one folding mirror is arranged in front of the
ところで、内側の走査光学系はfθレンズ22の手前に折り返しミラー24を1枚のみ配置しているので、fθレンズ22の手前に折り返しミラーを配置しない外側の走査光学系と比べると、ビームスポット特性の劣化がある。そこで、内側の走査光学系はビーム照射方向においてfθレンズ22の手前に第1折り返しミラー24を他のミラーと比べて短方向の幅が広いものを用いる。なお、折り返しミラー24は図2の紙面と直交する方向が長手方向で表示される幅が短方向である。
By the way, since the inner scanning optical system has only one
このようにfθレンズ22の手前に配置した折り返しミラー24に短方向の幅が広いミラーを用いることで、ミラー受け面の整列度をより高精度にすることができ、ミラーの倒れ等によるビームの入射位置のバラツキをより抑えることができる。
By using a mirror having a wide width in the short direction as the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。例えば、画像形成装置は各作像ユニットに形成したトナー像を中間転写ベルトに重ね転写し、その後一括で記録材に転写しているが、搬送ベルトに搬送される記録材に各作像ユニットに形成したトナー像を順次重ね転写する形式のタンデム式画像形成装置にも適用できる。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various modifications can be made. For example, the image forming apparatus superimposes and transfers the toner image formed on each image forming unit onto the intermediate transfer belt, and then transfers the toner image to the recording material all at once. The present invention can also be applied to a tandem image forming apparatus in which the formed toner images are sequentially superimposed and transferred.
4 感光体
20 光学ハウジング
21 回転偏向手段(ポリゴンミラー)
22 fθレンズ
23 長尺レンズ
24 第1ミラー
25 第2ミラー
26 第3ミラー
4
22
Claims (11)
各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、
各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、
前記回転偏向手段を中心に、互いに対称に配置される各走査光学系に対し、前記長尺レンズ以降の折り返しミラーの枚数を同数配置するとともに、長尺レンズが各々の走査面内において反転させて取り付けられていることを特徴とする光走査装置。 A plurality of scanning optical systems corresponding to an even number of photoconductors, arranged so as to be substantially symmetric with respect to a single rotational deflection means provided substantially at the center in a single optical housing;
An optical scanning device that scans an even number of photoconductors simultaneously by scanning the rotation deflecting means to the left and right through the optical elements of each scanning optical system;
Each scanning optical system has a plurality of folding mirrors and at least one long lens having power in the sub-scanning direction as optical elements,
For each scanning optical system arranged symmetrically with respect to the rotational deflection means, the same number of folding mirrors after the long lens are arranged, and the long lens is inverted in each scanning plane. An optical scanning device characterized by being attached.
各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、
各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、
前記回転偏向手段を中心に、左右の一方の方向において近い位置と遠い位置に配置される各走査光学系に対し、長尺レンズが各々の走査面内において反転させて取り付けられているとともに、前記長尺レンズ以降の折り返しミラーの枚数の差が、2N−1(Nは自然数)となるように配置することを特徴とする光走査装置。 A plurality of scanning optical systems corresponding to an even number of photoconductors, arranged so as to be substantially symmetric with respect to a single rotational deflection means provided substantially at the center in a single optical housing;
An optical scanning device that scans an even number of photoconductors simultaneously by scanning the rotation deflecting means to the left and right through the optical elements of each scanning optical system;
Each scanning optical system has a plurality of folding mirrors and at least one long lens having power in the sub-scanning direction as optical elements,
With respect to each scanning optical system arranged at a position close to and far from one of the left and right directions around the rotation deflection means, a long lens is mounted in an inverted manner in each scanning plane, and An optical scanning device, wherein the number of folding mirrors after the long lens is 2N-1 (N is a natural number).
各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、
各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、
回転偏向手段を中心に各々対称配置された各折り返しミラー間の距離を、回転偏向手段における反射部を含めて、互いに等しくすることを特徴とする光走査装置。 A plurality of scanning optical systems corresponding to an even number of photoconductors, arranged so as to be substantially symmetric with respect to a single rotational deflection means provided substantially at the center in a single optical housing;
An optical scanning device that scans an even number of photoconductors simultaneously by scanning the rotation deflecting means to the left and right through the optical elements of each scanning optical system;
Each scanning optical system has a plurality of folding mirrors and at least one long lens having power in the sub-scanning direction as optical elements,
An optical scanning device characterized in that distances between the respective folding mirrors arranged symmetrically with respect to the rotational deflection means are made equal to each other including the reflection portion in the rotational deflection means.
各走査光学系の光学素子を介し、前記回転偏向手段を対称軸として左右に振り分けて、偶数個の感光体に同時に露光走査する対向走査型光走査装置であって、
各走査光学系が光学素子としてそれぞれ複数の折り返しミラーと副走査方向にパワーを持つ少なくとも1枚の長尺レンズとを有し、
前記回転偏向手段を中心に、左右方向における遠い位置に配置される各走査光学系に対し、すべての前記折り返しミラーを前記走査レンズの下流側に配置したことを特徴とする光走査装置。 A plurality of scanning optical systems corresponding to an even number of photoconductors, arranged so as to be substantially symmetric with respect to a single rotational deflection means provided substantially at the center in a single optical housing;
An optical scanning device that scans an even number of photoconductors simultaneously by scanning the rotation deflecting means to the left and right through the optical elements of each scanning optical system;
Each scanning optical system has a plurality of folding mirrors and at least one long lens having power in the sub-scanning direction as optical elements,
An optical scanning device characterized in that all the folding mirrors are arranged on the downstream side of the scanning lens with respect to each scanning optical system arranged at a far position in the left-right direction centering on the rotation deflection means.
An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1.
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